摘要：本文結合遼陽市弓長嶺區污水處理廠二期工程實際，對延時曝氣氧化溝工藝處理城市生活污水進行了詳細介紹，并對延時曝氣氧化溝工藝生物脫氮及污泥穩定效果進行了歸納及總結。

　　關鍵詞：氧化溝,脫氮,延時曝氣,污泥穩定

　　1、 前言

　　2011年遼陽市弓長嶺區被省旅游局命名為首家“省級溫泉旅游度假區”，度假區畔依湯河，以區域獨特的溫泉資源為基礎，形成了獨特的北國溫泉滑雪為一體的開放式度假區。隨著入住餐飲服務企業和旅游人口的逐漸增多，導致排污量急劇上升，大量未經處理的氮、磷元素及BOD排入水體，造成了湯河部分河段出現水體富營養化現象。此外弓長嶺區為礦產大區，礦企在選礦過程中需要大量的選礦用水，長期開采地下水導致地下水位下降的同時也增加了礦企的成本。

　　因此，區政府決定擴建城市污水處理廠，一方面處理了城市污水，改善了人民生活環境，實現了環境的可持續發展;另一方面處理后的中水回用至選礦企業用于選礦，降低了企業成本，達到了環境治理和企業效益的共贏。

　　2、 工程概況

　　遼陽市弓長嶺區污水處理廠位于湯河流域尤吉村，總規劃規模為6萬噸/天，分兩期建設，一期工程規模3萬噸/天，已于2007年建成使用。污水處理廠服務范圍為弓長嶺區，主要收集區域內生活污水及少量的工業廢水。污水處理后中水大部分回用弓長嶺選礦廠用于選礦，剩余水量就近排入湯河。中水水質標準執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A標準。本工程為其二期工程，設計處理規模為3萬噸/天，其工藝流程圖見圖1。

　　3、 進出水水質

　　根據對遼陽市弓長嶺區污水處理廠一期工程的進水水質的長期實際監測，污水處理廠的進水水質見表1。

　　根據2005年國家環保局對《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)進行了進一步的修正，標準中明確，為防止水域發生富營養化，城鎮生活污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊應執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002中一級標準的A標準，尤其對氮、磷的排放量提出了更加嚴格的要求。同時遼寧省政府提出的要求，自2009年7月1日起，省內所有市級污水處理廠均執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB 18918-2002中一級標準的A標準。如果屆時不能按期達標排放，將對污水處理廠進行處罰。綜上，本工程的設計出水水質見。

　　4、 水質分析及工藝確定

　　通過進水水質表1可以看出，本工程進水水質中TN含量偏高，TP含量偏低(1mg/l)，污水處理工藝的確定主要針對于TN和BOD5的去除，采用的處理工藝為缺氧/好氧(AN/O)生物脫氮工藝。

　　在生物脫氮污水處理工藝中，BOD5與TKN的比值是影響脫氮效果的重要影響因素之一。在氧化溝的缺氧段，異氧反硝化細菌在呼吸時需要消耗混合液體中的BOD5作為電子供體，以硝態氮作為電子受體進行反硝化反應。多年工程實踐總結，當BOD5/TKN≥4時，可以達到理想的脫氮效果(氨氮去除率可以達到85%以上);當BOD5/TKN<4時，脫氮效果不理想，需要額外投加碳源。通過表1可以看出弓長嶺區污水處理廠進水中TN值為38mg/l， BOD5/TN值為3.95，由此可以推算BOD5/TKN值大于4(TN=TKN+NH4+-N)，因此在本工程中在不投加外部碳源的情況下，可以達到良好的脫氮效果，與污水廠的實際運行情況基本一致。

　　本工程污水進水的TP的濃度為1mg/l，濃度值非常低，已經達到一般污水處理廠一級B出水水質的TP濃度要求。大量的工程實踐證明，利用厭氧/好氧(AP/O)生物處理方法，把污水中的TP含量降低到1mg/l以下是非常困難的，因此在生物處理階段不再設置厭氧段進行除磷，只利用微生物的同化作用去除少部分的磷，去除的TP的濃度約為去除BOD5濃度的1/100左右。

　　本工程生化池按延時曝氣工況設計運行，根據國內外相關規范及實踐經驗，二級出水的污染物指標接近于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B的標準，出水中SS濃度約為20mg/l，距離一級A標準SS濃度10mg/l仍多出10mg/l，因此本工程在二沉池后設置了濾布濾池。根據實驗數據及多例工程實踐，濾布濾池在進水SS不大于20mg/l的情況下，出水SS可小于5mg/l，對二沉池后出水SS的去除率約為75%以上，本工程設計濾布濾池最后出水的SS濃度為5mg/l。

　　根據國內外相關規范及工程實踐，二沉池出水中懸浮物的多少直接影響出水中各污染物的含量，據測定，出水中每增加1mg/l的SS，各種污染物質的含量將增加見表3：

　　本工程中SS濃度在濾布濾池階段下降了15mg/l，同時TP的濃度將會下降0.30~0.60mg/l。實際運行數據表明，在沒有投加除磷藥劑鋁鹽和鐵鹽的情況下，通過生物處理階段微生物的同化作用和深度處理階段對SS濃度的嚴格控制，遼陽市弓長嶺區污水處理廠二期工程出水TP濃度長期在0.5mg/l濃度一下，且運行穩定，達到了預期的設計效果。此外本工程在污水處理廠內預留了加藥間(投加鋁鹽)用地，未來TP進水濃度超標時，可在氧化溝后二沉池前進行投加鋁鹽，以達到對出水TP濃度的嚴格控制。

　　5、 工藝設計主要參數

　　本工程生化池采用的是氧化溝工藝，氧化溝工藝平面布置圖如下：

　　氧化溝共分三個區域：缺氧區、可控制缺氧區、好氧區。可控制缺氧區可以分兩種方式運行，冬季脫氮效果不好時可以關掉曝氣器，擴大缺氧區的體積，強化脫氮;夏季脫氮效果好時，可以打開曝氣器，按好氧區運行，提高BOD5的去除。污水進入生化池內，在潛水推流器的作用下流動，先后經過缺氧區、可控制缺氧區和好氧區循環流動。該池型的特點是混合液體在氧化溝內循環流動，不用設施內回流設施，就可以達到很高的內回流比例，提高了NH4+-N的去除率，降低了污水處理的能耗。

　　此外該類型反應器還有如下特點：1、在整個停留時間內混合液體在反應器內完成上百個循環，可以認為在整個反應器內混合液體的水質是一致的，反應器內是完全混合的流態。同時也具有推流式的特征，反應器進水端污染物濃度相對高，具有一定的反應動力，有機污染物濃度和耗氧速率沿池長方向逐漸降低。2、由于其獨特的水力條件，有利于混合液內活性污泥的絮凝，有利于對有機污染物質的降解。3、可以按多種方式運行，可以強化脫氮效果。按照延時曝氣方式運行，達到污泥穩定的效果，污泥產率低。

　　本工程采用的潛水推流攪拌器為低轉數大直徑的潛水推流型攪拌器，主要特點是1功率低，比較節能，主要起推流作用;2轉速慢，不會對污泥絮凝體造成影響。本工程曝氣器采用的是高密度聚乙烯管式曝氣器，該曝氣器材料自身的孔隙率達到40~60%，能夠精確的控制氣泡的大小和均勻程度，氧轉移效率高，特制的防回流構造，不易堵塞。

　　由于進水TP的濃度為1mg/l，濃度相對很低，因此在二級處理階段不設置厭氧區對磷進行強化去除，因此可以采用較長的污泥齡設計來強化對BOD5和氨氮的去除效果。特別是在北方，冬季氣溫很低，對反硝化反應影響較大，較長的污泥齡可以保證對氨氮的有效去除，同時可以達到污泥穩定的效果，減少污泥產生量，降低污泥處理費用。根據工藝計算的結果可以看出，該工藝污泥產率系數較低，與污水處理廠的實際運行情況基本吻合，比不采用延時曝氣工藝的污水處理廠污泥產量可減少將近20~30%左右。

　　氧化溝主要設計參數(按延時曝氣工況設計)：

　　生化池總容積V： 23350m3

　　缺氧區體積VD： 占總體積的23% (最高可占總體積的40%)

　　BOD5污泥負荷： 0.044kgBOD5/(kgMLSS.d)

　　混合液體濃度MLSS: 4000mg/l

　　污泥產率系數Y： 0.36 kgVSS/kgBOD5

　　污泥齡SRT: 23d

　　水力停留時間HRT： 16.24h

　　污泥回流比R： 99.6%

　　氣水比： 6.53:1

　　生化池內推流器： 8臺

　　每臺功率： 7.5kw

　　每立米水功耗： 約2.6kw/m3

　　二沉池設計參數：

　　本工程設計輻流式二沉池2座

　　表面負荷q： 0.9m3/(m2.h)

　　二沉池直徑D： 35m

　　池邊有效水深： 4.0m

　　濾布濾池設計參數：

　　進水SS濃度： ≤20mg/l

　　平均出水SS濃度： ≤5mg/l

　　濾速V： ≤12m3/h.m2

　　有效過濾面積A： 302.4m2

　　瞬時反沖洗面積a： 0.25 m2 占有效過濾面積1%

　　反沖洗洗水量q: 1~3%(進水流量Q)

　　反沖洗周期T: 1h 視水質水量情況定

　　6、 總結

　　遼陽市弓長嶺區污水處理廠二期工程自2012年4月開始設計建設以來，至2012年9月建成投產，建設工期僅為5個月。運行至今近6個月時間，污水處理廠各個工藝環節運行正常，工藝設備運轉正常，污水處理廠處理出水水質穩定達標，BOD5的總去除率達到了95%以上，氨氮的總去除率達到了85%以上，達到了預期的設計效果。

　　參考文獻：

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　　[3]鄭興燦，李亞新.《污水除磷脫氮技術》.中國建筑工業出版社，1998年

　　[4]李亞新.《活性污泥法理論與技術》.中國建筑工業出版社，2006年